基于人臉識別的電網(wǎng)施工安全管控系統(tǒng)設(shè)計

宋華松 萬磊 雷雨 王旭東

摘要：本文針對電網(wǎng)基建施工現(xiàn)場關(guān)于項目管理關(guān)鍵人、作業(yè)關(guān)鍵點(diǎn)方面的主要問題，設(shè)計實現(xiàn)了基于人臉識別的電網(wǎng)基建施工安全管控系統(tǒng)，滿足電網(wǎng)基建施工現(xiàn)場的人員身份識別、作業(yè)規(guī)范識別及日?？记诠芾淼刃枨螅ＷC了電網(wǎng)施工現(xiàn)場的安全。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng);安全施工;人臉識別;管控系統(tǒng)

中圖分類號：TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）04-0152-02

0 引言

國家電網(wǎng)提出“深化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)隊伍改革，加強(qiáng)安全管理”的12項配套政策，其關(guān)鍵因素有兩個：抓好項目管理的關(guān)鍵人員和抓好現(xiàn)場操作。這兩個關(guān)鍵點(diǎn)目前主要存在以下幾點(diǎn)影響安全的因素：非持證施工人員隨意進(jìn)入施工現(xiàn)場帶來安全隱患;從事特種作業(yè)的人員無特種作業(yè)證的違規(guī)現(xiàn)象;同進(jìn)同出和監(jiān)理旁站關(guān)鍵安全管控人員擅離崗位現(xiàn)象;在關(guān)鍵過程中，施工人員隨意出入，影響安全和效率。

為了解決上述影響電網(wǎng)基建施工的問題，本文設(shè)計基于人臉識別的電網(wǎng)施工安全管控系統(tǒng)，通過系統(tǒng)24小時不間斷管控施工現(xiàn)場，從而保證電力施工現(xiàn)場的安全生產(chǎn)。

1 系統(tǒng)整體設(shè)計

該系統(tǒng)主要功能模塊包括：供電模塊、非施工人員識別模塊、特種作業(yè)人員資質(zhì)識別模塊、安全帽和安全帶佩戴識別、數(shù)據(jù)處理模塊、報警信息、報警聯(lián)動。系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

（1）供電模塊：采用移動式太陽能+儲能電池作為電源供應(yīng)，便于攜帶，清潔高效。（2）非施工人員識別模塊：采用毫米波雷達(dá)偵測技術(shù)，實時掃描偵測施工范圍內(nèi)人員總數(shù)量M人，再利用RFID射頻識別技術(shù)識別施工人員N人，分析模塊做差值計算（ M-N ）計算得出施工區(qū)域內(nèi)非施工人員數(shù)量。（3）特種作業(yè)人員資質(zhì)識別模塊：采用GPS+射頻識別技術(shù)單元實時上傳特種人員具體位置，利用GPS采集施工人員身處高度與人員資質(zhì)對比判別登高人員是否具備登高資質(zhì);利用攝像機(jī)人臉識別和行為識別算法判別地面特種作業(yè)人員是否具備相應(yīng)作業(yè)資質(zhì)。（4）安全帽和安全帶佩戴識別：采用安全帽和安全帶識別算法攝像機(jī)實時偵測現(xiàn)場未佩戴安全帽人員。（5）數(shù)據(jù)處理模塊：采用嵌入式ARM+DSP雙硬件架構(gòu)，實時分析處理采集數(shù)據(jù)，給出報警信息。（6）無線通信模塊：采用4G七模全網(wǎng)通通信模塊，將數(shù)據(jù)分析結(jié)果和報警信息第一時間傳給監(jiān)控平臺，模塊抗干擾性強(qiáng)，通信穩(wěn)定。（7）報警信息：現(xiàn)場監(jiān)控站會第一時間收到報警信息，另外也設(shè)計了監(jiān)控平臺報警窗口，有報警信息及時彈出報警窗口和聯(lián)動報警音箱，通知值班人員。另外報警信息還及時傳達(dá)給現(xiàn)場施工負(fù)責(zé)人手機(jī)APP或者微信。（8）報警聯(lián)動：出現(xiàn)報警信息的情況下，主機(jī)會聯(lián)動現(xiàn)場智能識別攝像機(jī)，錄制報警點(diǎn)的視頻畫面，比如視頻畫面切換到非施工人員場景或者切換到不具備資質(zhì)的施工人員場景。實時存儲到本地和服務(wù)器，便于留存查證。

2 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計

2.1 無證人員身份識別

針對基建施工現(xiàn)場場地開放，面積不固定，區(qū)域不規(guī)則等因素，本文采用區(qū)域型機(jī)械掃描式毫米波雷達(dá)對設(shè)定的偵測區(qū)域范圍進(jìn)行360度全方位實時偵測，進(jìn)入防區(qū)的目標(biāo)進(jìn)行偵測預(yù)警，經(jīng)過雷達(dá)自帶的深度識別技術(shù)辨別偵測的目標(biāo)是人員還是機(jī)械，通過專用算法識別設(shè)定區(qū)域內(nèi)人員數(shù)量[1]。

現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集裝置通過采集毫米波雷達(dá)偵測到的施工現(xiàn)場范圍內(nèi)所有人員數(shù)量M，采集射頻識別讀寫器識別到施工現(xiàn)場人員數(shù)量N，做簡單的差值計算M-N，得到進(jìn)入施工現(xiàn)場的非持證人員數(shù)量Y。經(jīng)過裝置計算分析，若Y為正數(shù)則認(rèn)為施工現(xiàn)場有非持證人員進(jìn)入施工區(qū)域，聯(lián)動現(xiàn)場裝置配備的聲光報警裝置提示現(xiàn)場負(fù)責(zé)人，并將報警信息保存至數(shù)據(jù)庫存檔，上傳至安全管控平臺，推送給需要報警信息的其他負(fù)責(zé)人。

2.2 關(guān)鍵人員身份核查

在識別施工現(xiàn)場所有人員都符合持證進(jìn)入條件后，我們還需要進(jìn)一步判斷每個作業(yè)工種人員是否具有對應(yīng)的作業(yè)資質(zhì)，進(jìn)一步確認(rèn)是否有違規(guī)作業(yè)的情況發(fā)生。

針對以上應(yīng)用需求，將特種作業(yè)人員的臉部信息事先采集到數(shù)據(jù)庫中，并在數(shù)據(jù)庫中將人臉信息與特種作業(yè)證信息匹配，從而確認(rèn)其身份。在實際的施工過程中，通過攝像機(jī)實時掃描特種作業(yè)區(qū)域內(nèi)作業(yè)人員臉部特征，并進(jìn)行信息提取與數(shù)據(jù)庫中的信息進(jìn)行對比，若與數(shù)據(jù)庫中留存信息不匹配則認(rèn)為存在違規(guī)操作情況，發(fā)出報警提示。

2.3 管理人員到崗履責(zé)痕跡督查

針對管理人員到崗位履責(zé)痕跡督查需求，本文設(shè)計應(yīng)用單兵巡視記錄儀或者智能安全帽來實現(xiàn)。兩種產(chǎn)品都有GPS和北斗雙定位功能，佩戴于管理人員胸前或者頭上，管理人員活動軌跡，工作言語都會實時錄制存儲在記錄儀里，并上傳到監(jiān)控平臺[2]。

智能安全帽是針對施工現(xiàn)場特別研發(fā)產(chǎn)品，主要應(yīng)用在電力施工過程中的安全管控，作業(yè)流程監(jiān)控方面。除了佩戴方式基本功能與單兵巡視記錄儀功能類似。

2.4 施工人員動態(tài)管理，進(jìn)出場考勤管理方案設(shè)計

運(yùn)用射頻電子標(biāo)簽技術(shù)也可實現(xiàn)施工人員動態(tài)管理，進(jìn)出場考勤管理。全體施工員工每人佩戴有源電子標(biāo)簽一張，作為門禁考勤卡。用于上、下班時和一天當(dāng)中考勤記錄，只要標(biāo)簽處于讀寫器讀寫器有效識別范圍，則閱讀器便可自動識別自動識別到該標(biāo)簽信息，通過軟件系統(tǒng)自動記錄考勤信息，終端閱讀器可以做到每10秒鐘掃描一次設(shè)定范圍內(nèi)的人員到位情況，完全可以識別上班打卡，中途離場的情況發(fā)生[3]。

本考勤方法能有效地提高人員考勤的效率和準(zhǔn)確性，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離無接觸自動識別。

3 結(jié)語

本文針對電網(wǎng)基建施工現(xiàn)場存在的主要問題，設(shè)計實現(xiàn)了基于人臉識別的電網(wǎng)基建施工安全管控系統(tǒng)，解決了電網(wǎng)基建施工現(xiàn)場的人員身份識別、作業(yè)規(guī)范識別及日常考勤管理等需求，保證了電網(wǎng)施工現(xiàn)場的安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 李科選，王美焰，李暢.某毫米波雷達(dá)天線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析[J].機(jī)械與電子，2019，37（3）：43-46.

[2] 李迥.施工現(xiàn)場智能化安全管理應(yīng)用研究[J].施工技術(shù)，2017，46（20）：139-141.

[3] 陳超，童可君，楊艷.一種基于電子標(biāo)簽技術(shù)的電力安全工具系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019，4：86-87.